任亞麗
(平?jīng)鍪腥A亭縣水土保持局,甘肅 華亭 744100)
華亭縣土石山區(qū)屬溫帶半濕潤半干旱氣候,縣域內(nèi)多年平均降雨量為607mm,最大時達(dá)到907mm,年際變化大且年內(nèi)分配不均,7、8、9這三個月為雨季,占全年降水量的75%。全縣水土流失面積860km2,占全縣面積的72.7%,嚴(yán)重的水土流失給華亭縣的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重的危害,據(jù)檢測資料分析,全縣每年流失的土壤中有機(jī)質(zhì)7.6萬t,N0.51萬 t,P1.1萬t,K0.63萬 t,相當(dāng)于流失硝酸銨 1.5萬 t,過磷酸鈣6.5萬t,氯酸鉀1.05萬t。
(1)研究方法。通過對華亭縣馬峽河、車廠溝、西華河、青林溝、南川河、陶坪溝、上關(guān)河等7條小流域的3座庫壩,142到谷坊、12座澇池、353眼水窖(共410座)控制范圍內(nèi)攔蓄年份各項(xiàng)治理措施進(jìn)行測算,對其攔泥量及其泥砂來源進(jìn)行調(diào)查,調(diào)查面積6020km2其中梯田2309km2,人工種草2032km2,水土保持林1679km2,將調(diào)查數(shù)據(jù)分為7組,按照7條小流域自然條件差異,對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
(2)泥砂來源分析。以7條小流域?yàn)檠芯繉ο螅?10座攔蓄工程總庫容116.1萬m3,攔蓄工程(水窖除外)蓄水,引起壩區(qū)溝岸滑塌,滑塌土方量占庫壩攔泥量的83.6%。由此可見,在治理程度較高的小流域,庫壩的泥砂量主要來源于壩區(qū)溝岸重力侵蝕,而其上游因水力侵蝕帶來的泥砂僅占16.4%。根據(jù)對7條小流域的調(diào)查,流域治理程度小于30%時,溝壑面積以每年占流域面積的0.01%的速度增加,流域治理程度大于70%時,溝壑面積以每年占流域面積的0.003%的速度增加?;钠潞推赂厥侵饕漠a(chǎn)流區(qū),梯田是主要的坡面攔蓄減蝕區(qū),溝道擴(kuò)張、溝床下切是主要的產(chǎn)砂方式。
(3)不同地類的土壤侵蝕量分析。根據(jù)治理措施分布位置、蓄水保土原理,確定梯田、坡耕地、道路、荒坡、荒溝林地、林地、退耕地、退耕草地8種地類為影響土壤侵蝕的因子。當(dāng)不考慮其他比較均一的因素時,小流域土壤侵蝕量的大小,主要受集水面積和有效治理措施的種類及數(shù)量制約。我們對8種不同地類進(jìn)行了線性和非線性關(guān)系統(tǒng)計(jì),以馬峽河小流域?yàn)槔?,梯田、退耕草地、坡耕地、荒?種地類與流域產(chǎn)砂量有顯著的相關(guān)關(guān)系,其相關(guān)程度大小排序?yàn)椋禾萏铮就烁莸兀净钠拢酒赂?,且多?shù)為非線性關(guān)系。分析發(fā)現(xiàn):坡耕地、荒坡為增砂地類,梯田、林地、道路為減砂地類,退耕草地由于其徑流系數(shù)較高導(dǎo)致其下部侵蝕劇烈也成為增砂地類,荒溝隨著面積的增加,侵蝕期變老而侵蝕量下降。增砂能力大小排序?yàn)椋和烁荩净钠拢酒赂?,減砂能力大小排序?yàn)椋禾萏铮净臏狭值兀玖值兀镜缆贰囊陨戏治鼋Y(jié)果看出,梯田是小流域中主要的坡面治理措施,荒坡、坡耕地是主要的產(chǎn)流地類。
根據(jù)7條小流域的人工種草和水土保持林的調(diào)查分析得出,在華亭縣土石山區(qū),不同地形部位的小氣候不同,形成了不同地形部位特定的生態(tài)條件。2m/s以上的風(fēng)速成為影響植物生長發(fā)育的限制性因素。一般,小流域內(nèi)風(fēng)速隨著地形部位的抬升而增大,植物生長的適應(yīng)性隨之降低,所以在梁茆部位應(yīng)以抗風(fēng)耐旱的灌木、牧草為主。相比之下,坡面中部可作為農(nóng)林牧生產(chǎn)地。隨著坡位的抬升,農(nóng)作物產(chǎn)量呈下降趨勢,所以在坡面中、下部較適宜種植農(nóng)作物且以下部為優(yōu),在陰坡下部也可栽植闊葉喬木林。坡地修成梯田后,農(nóng)作物產(chǎn)量大副度提高,而且產(chǎn)量隨著坡位的抬升下降幅度低于坡耕地,坡向、坡位對牧草產(chǎn)量和灌木生長影響不顯著,適宜在各種地形部位種植。
對比研究表明,治理措施分布的時空順序不同,形成的治理模式不同,在治理程度相近的情況下,其水保效益差異顯著。西華河小流域以梯田為主,梯田建設(shè)先以坡面中部成帶連片,然后向中下部推進(jìn)的模式,其效益明顯優(yōu)于馬峽河小流域從緩坡、村莊近處連片卻不成完整帶的治理模式。西華河小流域治理程度每增加1%,其減砂益增加2%,西華河小流域治理程度每增加1%,其減砂益增加2%,馬峽河小流域治理程度每增加1%,其減砂益增加0.85%;西華河小流域單位面積產(chǎn)值7.89萬元/km2,產(chǎn)投比為1:3.2,馬峽河小流域治單位面積產(chǎn)值3.49萬元/km2,產(chǎn)投比為1:2.0。
2005年~2008年,依托水保世行貸款項(xiàng)目的監(jiān)測評價(jià)工作,對馬峽河等7條小流域梯田、水窖、水保林、果園、封禁、人工種草等10項(xiàng)綜合治理措施的質(zhì)量、效益進(jìn)行了比較全面的連續(xù)監(jiān)測,其結(jié)果如下:
(1)蓄水保土效益。馬峽河等7條小流域總面積333.64km2,監(jiān)測結(jié)果表明:治理程度由l999年的27.67%提高到2004年的63.8%。徑流模數(shù)治理前150000m3/km2,治理后為88000m3/km2,減少41.3%;侵蝕模數(shù)治理前 5350t/km2,治理后為3002t/km2,減少43.9%。經(jīng)分析計(jì)算,馬峽河等7條小流域2005年末新增保土能力達(dá)69.60萬t,用水土保持法計(jì)算,新增加的各項(xiàng)治理措施,每年攔蓄徑流1144.76萬m3,攔泥56.69萬t,分別占年泥沙徑流量的25.6%和35.7%。按照每攔1t泥沙增值1元計(jì)算,相當(dāng)于每年增收56.69萬元。按坡耕地土壤肥力計(jì)算,所攔泥沙相當(dāng)于增施氮1133.8 t,磷1984.2t,鉀 11338 t。
(2)經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明,農(nóng)民收入治理初與2005年相比,人均產(chǎn)糧由1999年的370kg提高到2007年的696.3kg,人均純收入由695.8元增加到1207.9元,人均增長512.1元;恩格爾系數(shù)由0.75下降到0.6;勞動生產(chǎn)率由10.0元/工日提高到20.0元/工日;土地生產(chǎn)率由858.9元/hm2提高到1769.8元/hm2。據(jù)監(jiān)測資料分析,項(xiàng)目區(qū)共新修基本農(nóng)田2500.2hm2,累計(jì)達(dá)到 6961.5hm2,人均0.15hm2。糧食總產(chǎn)量由1.62萬t上升到2.573萬 t,其中基本農(nóng)田產(chǎn)糧由56.58%提高到86.67%。2008年底,經(jīng)濟(jì)林保存面積829.6hm2,人均占有0.018hm2,果業(yè)收入約占到農(nóng)民收入的10%,上關(guān)河、陶坪、西華河等流域的核桃經(jīng)濟(jì)林的收入已占到農(nóng)民收入的15%以上,優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)林果已成為該區(qū)農(nóng)民的穩(wěn)定收入來源之一。
(3)生態(tài)效益。一是小流域土壤肥力提高。將坡耕地修成梯田,土壤水分明顯增加,梯田比坡耕地平均每年含水率高1.13%。經(jīng)耕種后,土壤物理性質(zhì)改善,土壤的容重降低,孔隙度提高,田間持水量增大。土壤肥力增強(qiáng),對比分析得出:耕作后的梯田的土壤肥力明顯增加,梯田比坡耕地平均每年有機(jī)質(zhì)高0.16%、氮高0.01ppm、磷高0.02ppm、鉀高44ppm。二是小流域植被度明顯提高。治理初期植被度為22.2%。到2008年底,保存的造林、種草、經(jīng)濟(jì)林、果園四項(xiàng)措施累計(jì)達(dá)到10073hm2,植被度提高到40.9%。三是小流域局部小氣候形成。林草植被度的提高,起到了蓄水和保土的巨大作用,使土壤水分和肥力增加,改變了流域干旱、寒冷、溫差變化大等不利氣候條件,形成生態(tài)環(huán)境的良性循環(huán),促進(jìn)了項(xiàng)目區(qū)農(nóng)、林、牧各業(yè)的發(fā)展。
華亭縣土石山區(qū)水土流失控制技術(shù)的實(shí)踐表明,建立良好的生態(tài)環(huán)境是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基礎(chǔ),水土保持是土石山區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)的基礎(chǔ),是新農(nóng)村建設(shè)和農(nóng)村群眾脫貧致富的有效途徑。
[1]張志強(qiáng).甘肅省生態(tài)建設(shè)與大農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2001.
[2]華亭縣水土保持區(qū)劃.華亭縣水土保持區(qū)劃編制委員會,1996.